JP2004178880A

JP2004178880A - プラズマ表示装置

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Publication number: JP2004178880A
Application number: JP2002341872A
Authority: JP
Inventors: Kazunao Oniki; 一直鬼木; Shinichiro Shiromizu; 進一郎白水; Arata Kobayashi; 新小林
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-11-26
Filing date: 2002-11-26
Publication date: 2004-06-24

Abstract

【課題】アドレス駆動の安定性を図るとともに、アドレス電圧を低減し、安定した駆動を行うこと。
【解決手段】放電維持電極１２と第１誘電体層１４とが内側に形成された第１パネル１０と、第１パネル１０の内側に放電空間が形成されるように張り合わされる第２パネル２０とを有する交流駆動型プラズマ表示装置である。第２パネル２０の内側には、アドレス電極２２が形成してあり、アドレス電極２２の内側には第２誘電体層２３が形成してある。第２誘電体層２３が、酸化アルミニウム（たとえばＡｌ_２Ｏ_３）、ダイヤモンドライクカーボン、酸化クロム（たとえばＣｒ_２Ｏ_３）および窒素化合物の少なくともいずれかを含む膜を有する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アドレス電極を含む背面基板上に配されている誘電体材料に特徴を有する交流駆動型プラズマ表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在主流の陰極線管（ＣＲＴ）に代わる画像表示装置として、平面型（フラットパネル形式）の表示装置が種々検討されている。このような平面型の表示装置として、液晶表示装置（ＬＣＤ）、エレクトロルミネッセンス表示装置（ＥＬＤ）、プラズマ表示装置（ＰＤＰ：プラズマ・ディスプレイ）を例示することができる。中でも、プラズマ表示装置は、大画面化や広視野角化が比較的容易であること、温度、磁気、振動等の環境要因に対する耐性に優れること、長寿命であること等の長所を有し、家庭用の壁掛けテレビの他、公共用の大型情報端末機器への適用が期待されている。
【０００３】
プラズマ表示装置は、希ガスから成る放電ガスを放電空間内に封入した放電セルに電圧を印加して、放電ガス中でのグロー放電に基づき発生した紫外線で放電セル内の蛍光体層を励起することによって発光を得る表示装置である。つまり、個々の放電セルは蛍光灯に類似した原理で駆動され、放電セルが、通常、数十万個のオーダーで集合して１つの表示画面が構成されている。プラズマ表示装置は、放電セルへの電圧の印加方式によって直流駆動型（ＤＣ型）と交流駆動型（ＡＣ型）とに大別され、それぞれ一長一短を有する。
【０００４】
ＡＣ型プラズマ表示装置は、表示画面内で個々の放電セルを仕切る役割を果たす隔壁を例えばストライプ状に形成すればよいので、高精細化に適している。しかも、放電のための電極の表面が誘電体材料から成る保護層で覆われているので、かかる電極が磨耗し難く、長寿命であるといった長所を有する。
【０００５】
現在商品化されているＡＣ型プラズマ表示装置においては、放電の安定性、パネル価格の低下、信頼性の向上が課題となっている。ＡＣ型プラズマ表示装置では、アドレス（データ）電圧のコントロールによって色表示の制御を行っているが、アドレスパルス印加時の放電の安定性が画質の程度に影響を与える。また、パネル価格の中では回路に起因するものがセット価格の４割から５割程度をしめており、その中でもアドレス駆動に必要なＩＣの価格は大きな比重を占める。また、アドレス電圧印加時に異常放電が生ると、書込のエラーが生じ、さらに状況が悪いときには断線、ショートにまで至ってしまうことも考えられる。
【０００６】
従来では、アドレス電極を含む背面基板上に誘電体層を形成してあり、その誘電体層は、通常、ガラスペースト等を印刷により塗布して形成している。ＡＣ駆動においては、この誘電体に電荷を蓄積し、維持電極との間に電圧を印加することで蓄積された電荷を放出し、壁電荷の制御を行うことでサステイン放電を起こすか起こさないかをコントロールしている。そのため、アドレスに印加する電圧が低くても十分な壁電荷のコントロールができるように、誘電体層の膜質、厚み薄膜化する方法が考えられる。
【０００７】
しかし、誘電体層の厚みを薄くすると、誘電体の薄い部分、亀裂部などから異常放電が発生しやすくなるという問題がある。また、一般的には、印刷にて誘電体を形成しているが、印刷では薄く形成することが困難ということもある。
【０００８】
すなわち、ペースト印刷法で誘電体層を形成したＡＣ型プラズマ表示装置では、アドレス駆動の安定性およびアドレス電圧の低減の点で不十分であることが、本発明者の最近の研究により判明している。
【０００９】
なお、下記の特許文献１に示すように、ペースト印刷法で低融点ガラスからなる誘電体層を形成するために、その中間膜として、酸化アルミニウム膜を用いる技術が開示してある。しかしながら、この特許文献１に開示してある技術では、酸化アルミニウム膜などを中間膜として形成するのは、低融点ガラスにおける焼成時の濡れ性や熱伝導率の差異などを解消するためであり、アドレス電圧を低減し、アドレス駆動の安定性を向上させるものではない。アドレス電圧の低減にはアドレス電極を含む背面基板上に配されている誘電体の膜質が大きく起因しており、その膜厚、材料の改善が大きな課題であった。
【００１０】
【特許文献１】特開昭６２−１９４２２５号公報
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、アドレス駆動の安定性を図るとともに、アドレス電圧を低減し、安定した駆動を行うことにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るプラズマ表示装置は、
放電維持電極と第１誘電体層とが内側に形成された第１パネルと、
前記第１パネルの内側に放電空間が形成されるように張り合わされる第２パネルとを有し、
前記第２パネルの内側には、アドレス電極が形成してあり、前記アドレス電極の内側には第２誘電体層が形成してあり、
前記第２誘電体層が、酸化アルミニウム（たとえばＡｌ_２Ｏ_３）、ダイヤモンドライクカーボン、酸化クロム（たとえばＣｒ_２Ｏ_３）および窒素化合物の少なくともいずれかを含む膜を有する。
これらの膜は、好ましくは薄膜形成法により成膜される。薄膜成膜法としては、特に限定されないが、スパッタリング、蒸着法、ＣＶＤ法などが例示される。
【００１２】
本発明に係るプラズマ表示装置では、第２誘電体層として上記の膜を少なくとも含む膜を用いていることから、第２誘電体層が緻密な膜となり、第２誘電体層の耐圧を向上させることができると共に、電荷を安定的に蓄積でき、アドレス電圧を低減し、異常放電を防止し、安定した画質を得ることができる。したがって、信頼性の高いプラズマ表示装置を提供することができる。
【００１３】
好ましくは、前記窒素化合物膜が、窒化シリコン（たとえばＳｉＮ_ｘ）、窒化酸化シリコン（たとえばＳｉＯ_ｘＮ_ｙ）、窒化マグネシウム（たとえばＭｇ_３Ｎ_２）、窒化アルミニウム（たとえばＡｌＮ）、窒化ボロン（たとえばＢＮ）、窒化炭化ボロン（たとえばＢＣＮ）の少なくともいずれかを含む。このような窒素化合物膜で第２誘電体層を構成すれば、本発明の効果が向上する。
【００１４】
本発明では、前記第２誘電体層が、二層以上の多層膜で構成してあっても良い。また、前記第２誘電体層は、酸化シリコンからなる膜をさらに有する。本発明では、前記第２誘電体層は、異なる材質の膜を交互に積層しても良い。
【００１５】
前記第２誘電体層の厚さは、好ましくは、１．０×１０^−６ｍ〜３．０×１０^−５ｍ、さらに好ましくは、１．０×１０^−６ｍ〜１．５×１０^−５ｍ、特に好ましくは、１．０×１０^−６ｍ〜１．０×１０^−５ｍである。このような厚み範囲とすることで、特に、アドレス駆動に要する印加電圧を低減できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るプラズマ表示装置の要部概略断面図である。
【００１７】
プラズマ表示装置の構成
図１に示すように、本実施形態に係る交流駆動型プラズマ表示装置（以下、単に、プラズマ表示装置とも呼ぶ）は、いわゆる３電極型に属し、１対の放電維持電極１２の間で放電が生じる。このＡＣ型プラズマ表示装置２は、フロントパネルに相当する第１パネル１０と、リアパネルに相当する第２パネル２０とが貼り合わされて成る。第２パネル２０上の蛍光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂの発光は、たとえば、第１パネル１０を通して観察される。すなわち、第１パネル１０が、表示面側となる。
【００１８】
第１パネル１０は、透明な第１基板１１と、第１基板１１上にストライプ状に設けられ、透明導電材料から成る複数対の放電維持電極１２と、放電維持電極１２のインピーダンスを低下させるために設けられ、放電維持電極１２よりも電気抵抗率の低い材料から成るバス電極１３と、バス電極１３および放電維持電極１２上を含む第１の基板１１上に形成された第１誘電体層１４と、その上に形成された保護層１５とから構成されている。なお、保護層１５は、必ずしも形成されている必要はないが、形成されていることが好ましい。
【００１９】
一方、第２パネル２０は、第２基板２１と、第２基板２１上にストライプ状に設けられた複数のアドレス電極（データ電極とも呼ばれる）２２と、アドレス電極２２上を含む第２基板２１上に形成された第２誘電体層２３と、第２誘電体層２３上であって隣り合うアドレス電極２２の間の領域に形成された絶縁性の隔壁２４と、第２誘電体層２３上から隔壁２４の側壁面上に亘って設けられた蛍光体層とから構成されている。蛍光体層は、赤色蛍光体層２５Ｒ、緑色蛍光体層２５Ｇ、および青色蛍光体層２５Ｂから構成されている。
【００２０】
図１は、表示装置の一部分解斜視図であり、実際には、第２パネル２０側の隔壁２４の頂部が第１パネル１０側の保護層１５に当接している。一対の放電維持電極１２と、２つの隔壁２４の間に位置するアドレス電極２２とが重複する領域が、単一の放電セルに相当する。そして、隣り合う隔壁２４と蛍光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂと保護層１５とによって囲まれた放電空間４内には、放電ガスが封入されている。第１パネル１０と第２パネル２０とは、それらの周辺部において、フリットガラスを用いて接合されている。
【００２１】
放電空間４内に封入される放電ガスとしては、特に限定されないが、キセノン（Ｘｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、ヘリウム（Ｈｅ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス、窒素（Ｎ２）ガス等の不活性ガス、あるいはこれらの不活性ガスの混合ガスなどが用いられる。封入されている放電ガスの全圧は、特に限定されないが、６×１０^３Ｐａ〜８×１０^４Ｐａ程度である。
【００２２】
放電維持電極１２の射影像が延びる方向とアドレス電極２２の射影像が延びる方向とは略直交（必ずしも直交する必要はないが）しており、一対の放電維持電極１２と、３原色を発光する蛍光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂの１組とが重複する領域が１画素（１ピクセル）に相当する。グロー放電が一対の放電維持電極１２間で生じることから、このタイプのプラズマ表示装置は「面放電型」と称される。このプラズマ表示装置の駆動方法については、後述する。
【００２３】
本実施形態のプラズマ表示装置２は、いわゆる反射型プラズマ表示装置であり、蛍光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂの発光は、第１パネル１０を通して観察されるので、アドレス電極２２を構成する導電性材料に関して透明／不透明の別は問わないが、放電維持電極１２を構成する導電性材料は透明である必要がある。なお、ここで述べる透明／不透明とは、蛍光体層材料に固有の発光波長（可視光域）における導電性材料の光透過性に基づく。即ち、蛍光体層から射出される光に対して透明であれば、放電維持電極やアドレス電極を構成する導電性材料は透明であると言える。
【００２４】
不透明な導電性材料として、Ｎｉ，Ａｌ，Ａｕ，Ａｇ，Ａｌ，Ｐｄ／Ａｇ，Ｃｒ，Ｔａ，Ｃｕ，Ｂａ，ＬａＢ_６，Ｃａ_０．２Ｌａ_０．８ＣｒＯ_３等の材料を、単独または適宜組み合わせて用いることができる。透明な導電性材料としては、ＩＴＯ（インジウム・錫酸化物）やＳｎＯ_２を挙げることができる。放電維持電極１２またはアドレス電極２２は、スパッタ法、蒸着法、スクリーン印刷法、メッキ法等によって形成することができ、フォトリソグラフィ法、サンドブラスト法、リフトオフ法などによってパターン加工される。放電維持電極１２の電極幅は、特に限定されないが、２００〜４００μｍ程度である。また、これらの対となる電極１２相互間の距離は、特に限定されないが、好ましくは５〜１５０μｍ程度である。また、アドレス電極２２の幅は、たとえば５０〜１００μｍ程度である。
【００２５】
バス電極１３は、典型的には、金属材料、たとえば、Ａｇ，Ａｕ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｃｒなどの単層金属膜、あるいはＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒなどの積層膜などから構成することができる。かかる金属材料から成るバス電極１３は、反射型のプラズマ表示装置においては、蛍光体層から放射されて第１基板１１を通過する可視光の透過光量を低減させ、表示画面の輝度を低下させる要因となり得るので、放電維持電極全体に要求される電気抵抗値が得られる範囲内で出来る限り細く形成することが好ましい。具体的には、バス電極１３の電極幅は、放電維持電極１２の電極幅よりも小さく、たとえば３０〜２００μｍ程度である。バス電極１３は、放電維持電極１２などと同様な方法により形成することができる。
【００２６】
放電維持電極１２の表面に形成される第１誘電体層１４の材質および製法は、本実施形態では、後で詳細に説明する第２誘電体層２３と同じでも異なっていても良いが、好ましくは同じものである。通常は、第１誘電体層１４は、低融点ガラスペーストを用いた印刷法により成膜される。第１誘電体層１４の厚みは、特に限定されないが、薄膜形成法により第１誘電体層１４を成膜する場合には、１〜１０μｍ、特に７μｍ以下である。ただし、低融点ガラスペーストを用いた印刷法により第１誘電体層１４を成膜する場合には、１０μｍ以上の膜厚であっても良い。
【００２７】
第１誘電体層１４を設けることによって、放電空間４内で発生するイオンや電子が、放電維持電極１２と直接に接触することを防止することができる。その結果、放電維持電極１２の磨耗を防ぐことができる。第１誘電体層１４は、アドレス期間に発生する壁電荷を蓄積して放電状態を維持するするメモリ機能、過剰な放電電流を制限する抵抗体としての機能を有する。
【００２８】
第１誘電体層１４の放電空間側表面に形成してある保護層１５は、第１誘電体層１４を保護し、イオンや電子との直接接触を防止する作用を奏する。その結果、放電維持電極１２の磨耗を効果的に防ぐことができる。また、保護層１５は、放電に必要な２次電子を放出する機能も有する。保護層１５を構成する材料として、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ_２）、フッ化カルシウム（ＣａＦ_２）を例示することができる。中でも酸化マグネシウムは、化学的に安定であり、スパッタリング率が低く、蛍光体層の発光波長における光透過率が高く、放電開始電圧が低い等の特色を有する好適な材料である。なお、保護層１５を、これらの材料から成る群から選択された少なくとも２種類の材料から構成された積層膜構造としてもよい。
【００２９】
第１基板１１および第２基板２１の構成材料として、高歪点ガラス、ソーダガラス（Ｎａ_２Ｏ・ＣａＯ・ＳｉＯ_２）、硼珪酸ガラス（Ｎａ_２Ｏ・Ｂ_２Ｏ_３・ＳｉＯ_２）、フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ_２）、鉛ガラス（Ｎａ_２Ｏ・ＰｂＯ・ＳｉＯ_２）を例示することができる。第１基板１１と第２基板２１の構成材料は、同じであっても異なっていてもよいが、熱膨張係数が同じであることが好ましい。
【００３０】
蛍光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂは、たとえば、赤色を発光する蛍光体層材料、緑色を発光する蛍光体層材料および青色を発光する蛍光体層材料から成る群から選択された蛍光体層材料から構成され、アドレス電極２２の上方に設けられている。プラズマ表示装置がカラー表示の場合、具体的には、たとえば、赤色を発光する蛍光体層材料から構成された蛍光体層（赤色蛍光体層２５Ｒ）がアドレス電極２２の上方に設けられ、緑色を発光する蛍光体層材料から構成された蛍光体層（緑色蛍光体層２５Ｇ）が別のアドレス電極２２の上方に設けられ、青色を発光する蛍光体層材料から構成された蛍光体層（青色蛍光体層２５Ｂ）が更に別のアドレス電極２２の上方に設けられており、これらの３原色を発光する蛍光体層が１組となり、所定の順序に従って設けられている。そして、前述したように、一対の放電維持電極１２と、これらの３原色を発光する１組の蛍光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂとが重複する領域が、１画素に相当する。赤色蛍光体層、緑色蛍光体層および青色蛍光体層は、ストライプ状に形成されていてもよいし、格子状に形成されていてもよい。
【００３１】
蛍光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂを構成する蛍光体層材料としては、従来公知の蛍光体層材料の中から、量子効率が高く、真空紫外線に対する飽和が少ない蛍光体層材料を適宜選択して用いることができる。カラー表示を想定した場合、色純度がＮＴＳＣで規定される３原色に近く、３原色を混合した際の白バランスがとれ、残光時間が短く、３原色の残光時間がほぼ等しくなる蛍光体層材料を組み合わせることが好ましい。
【００３２】
蛍光体層材料の具体的な例示を次に示す。たとえば真空紫外線の照射により赤色に発光する蛍光体層材料として、（Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕ），（ＹＢＯ_３Ｅｕ），（ＹＶＯ_４：Ｅｕ），（Ｙ_０．９６Ｐ_０．６０Ｖ_０．４０Ｏ_４：Ｅｕ_０．０４），［（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ_３：Ｅｕ］，（ＧｄＢＯ_３：Ｅｕ），（ＳｃＢＯ_３：Ｅｕ），（３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ_２・ＧｅＯ_２：Ｍｎ）、真空紫外線の照射により緑色に発光する蛍光体層材料として、（ＺｎＳｉＯ_２：Ｍｎ），（ＢａＡ１_１２Ｏ_１９：Ｍｎ），（ＢａＭｇ_２Ａ１_１６Ｏ_２７：Ｍｎ），（ＭｇＧａ_２Ｏ_４：Ｍｎ），（ＹＢＯ_３：Ｔｂ），（ＬｕＢＯ_３：Ｔｂ），（Ｓｒ_４Ｓｉ_３Ｏ_８Ｃｌ_４：Ｅｕ）、真空紫外線の照射により青色に発光する蛍光体層材料として、（Ｙ_２ＳｉＯ_５：Ｃｅ），（ＣａＷＯ_４：Ｐｂ），ＣａＷＯ_４，ＹＰ_０．８５Ｖ_０．１５Ｏ_４，（ＢａＭｇＡ１_１４Ｏ_２３：Ｅｕ），（Ｓｒ_２Ｐ_２Ｏ_７：Ｅｕ），（Ｓｒ_２Ｐ_２Ｏ_７：Ｓｎ）などが例示される。
【００３３】
蛍光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂの形成方法として、厚膜印刷法、蛍光体層粒子をスプレーする方法、蛍光体層の形成予定部位に予め粘着性物質を付けておき、蛍光体層粒子を付着させる方法、感光性の蛍光体層ペーストを使用し、露光および現像によって蛍光体層をパターニングする方法、全面に蛍光体層を形成した後に不要部をサンドブラスト法により除去する方法を挙げることができる。
【００３４】
なお、蛍光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂはアドレス電極２２の上に直接形成されていてもよいし、アドレス電極２２上から隔壁２４の側壁面上に亘って形成されていてもよい。あるいはまた、蛍光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂは、アドレス電極２２上に設けられた第２誘電体層２３上に形成されていてもよいし、アドレス電極２２上に設けられた第２誘電体層上から隔壁２４の側壁面上に亘って形成されていてもよい。更には、蛍光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂは、隔壁２４の側壁面上にのみ形成されていてもよい。
【００３５】
本実施形態では、第２誘電体層２３は、酸化アルミニウム（たとえばＡｌ_２Ｏ_３）、ダイヤモンドライクカーボン、酸化クロム（たとえばＣｒ_２Ｏ_３）および窒素化合物の少なくともいずれかを含む膜で構成してある。窒素化合物膜としては、窒化シリコン（たとえばＳｉＮ_ｘ）、窒化酸化シリコン（たとえばＳｉＯ_ｘＮ_ｙ）、窒化マグネシウム（たとえばＭｇ_３Ｎ_２）、窒化アルミニウム（たとえばＡｌＮ）、窒化ボロン（たとえばＢＮ）、窒化炭化ボロン（たとえばＢＣＮ）などが例示される。
【００３６】
これらの膜は、薄膜形成法により成膜することが好ましい。薄膜成膜法としては、特に限定されないが、スパッタリング、蒸着法、ＣＶＤ法などが例示される。
【００３７】
第２誘電体層２３は、上記のいずれかの膜を二層以上に積層してある多層膜で構成しても良い。また、第２誘電体層２３は、酸化シリコンからなる膜をさらに有しても良く、異なる材質の膜を交互に積層しても良い。
【００３８】
第２誘電体層２３の厚さは、好ましくは、１．０×１０^−６ｍ〜３．０×１０^−５ｍ、さらに好ましくは、１．０×１０^−６ｍ〜１．５×１０^−５ｍ、特に好ましくは、１．０×１０^−６ｍ〜１．０×１０^−５ｍである。
【００３９】
第２基板２１には、前述したように、アドレス電極２２と平行に延びる隔壁２４（リブ）が形成されている。なお、隔壁（リブ）２４は、ミアンダ構造を有していてもよい。第２誘電体層２３が第２基板２１およびアドレス電極２２上に形成されている場合には、隔壁２４は第２誘電体層上に形成されている場合もある。隔壁２４の構成材料として、従来公知の絶縁材料を使用することができ、たとえば広く用いられている低融点ガラスにアルミナ等の金属酸化物を混合した材料を用いることができる。隔壁２４は、たとえば幅が５０μｍ以下程度で、高さが１００〜１５０μｍ程度である。隔壁２４のピッチ間隔は、たとえば１００〜４００μｍ程度である。
【００４０】
隔壁２４の形成方法として、スクリーン印刷法、サンドブラスト法、ドライフィルム法、感光法を例示することができる。ドライフィルム法とは、基板上に感光性フィルムをラミネートし、露光および現像によって隔壁形成予定部位の感光性フィルムを除去し、除去によって生じた開口部に隔壁形成用の材料を埋め込み、焼成する方法である。感光性フィルムは焼成によって燃焼、除去され、開口部に埋め込まれた隔壁形成用の材料が残り、隔壁２４となる。感光法とは、基板上に感光性を有する隔壁形成用の材料層を形成し、露光および現像によってこの材料層をパターニングした後、焼成を行う方法である。なお、隔壁２４を黒くすることにより、いわゆるブラック・マトリックスを形成し、表示画面の高コントラスト化を図ることができる。隔壁２４を黒くする方法として、黒色に着色されたカラーレジスト材料を用いて隔壁を形成する方法を例示することができる。
【００４１】
第２基板２１上に形成された一対の隔壁２４と、一対の隔壁２４によって囲まれた領域内を占める放電維持電極１２とアドレス電極２２と蛍光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂによって１つの放電セルが構成される。そして、かかる放電セルの内部、より具体的には、隔壁によって囲まれた放電空間の内部に、混合ガスから成る放電ガスが封入されており、蛍光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂは、放電空間４内の放電ガス中で生じた交流グロー放電に基づき発生した紫外線に照射されて発光する。
【００４２】
プラズマ表示装置の製造方法
次に、本発明の実施形態に係るプラズマ表示装置の製造方法について説明する。第１パネル１０は、以下の方法で作製することができる。先ず、高歪点ガラスやソーダガラスから成る第１基板１１の全面にたとえばスパッタリング法によりＩＴＯ層を形成し、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術によりＩＴＯ層をストライプ状にパターニングすることによって、一対の放電維持電極１２を、複数、形成する。放電維持電極１２は、第１の方向に延びている。
【００４３】
次に、第１基板１１の内面全面に、たとえば蒸着法によりアルミニウム膜を形成し、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術によりアルミニウム膜をパターニングすることによって、各放電維持電極１２の縁部に沿ってバス電極１３を形成する。その後、バス電極１３が形成された第１基板１１の内面全面に、たとえばシリコン酸化物（ＳｉＯ_２）から成る第１誘電体層１４を形成する。
【００４４】
本実施形態では、第１誘電体層１４の形成に際しては、スパッタリング法を用い、しかも、第１誘電体層１４のトラップ密度および／または可動金属イオン密度が、１×１０^１８個／ｃｍ^３以下、１×１０^１７個／ｃｍ^３以下となるように、しかも、リーク電流密度は、２．５×１０^−９Ａ／ｃｍ^２以下、特に１×１０^−１０Ａ／ｃｍ^２以下となるように、スパッタリング装置に導入される雰囲気ガス（Ａｒガスを主成分）中の酸素（Ｏ２）ガスの分圧（Ｏ_２／（Ａｒ＋Ｏ_２））を１５％以上４０％以下となるように制御する。スパッタリングにおける酸素ガスの分圧が低すぎると、得られるシリコン酸化物膜のトラップ密度（および／または可動金属イオン密度および／またはリーク電流密度）が高くなる傾向にあり、逆に高すぎる場合には、成膜が困難になる傾向にある。なお、本実施形態では、第１誘電体層１４は、ガラスペーストを用いた印刷法により成膜しても良い。
【００４５】
次に、第１誘電体層１４の上に、電子ビーム蒸着法またはスパッタリング法により厚さ０．６μｍの酸化マグネシウム（ＭｇＯ）から成る保護層１５を形成する。なお、第１誘電体層１４と保護層１５との間にバリア層を形成する場合には、第１誘電体層１４の上に、ＳｉＯＮなどで構成されるバリア層を形成した後、その上に、保護層１５を形成する。以上の工程により第１パネル１０を完成することができる。
【００４６】
また、第２パネル２０を以下の方法で作製する。先ず、高歪点ガラスやソーダガラスから成る第２の基板２１上に、たとえば蒸着法によりアルミニウム膜を形成し、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術によりパターニングすることで、アドレス電極２２を形成する。アドレス電極２２は、第１の方向と直交する第２の方向に延びている。次に、スパッタリング、蒸着法、ＣＶＤ法などで、第２誘電体層２３を形成する。
【００４７】
その後、隣り合うアドレス電極２２の間の領域の上方の第２誘電体層２３上に、たとえばスクリーン印刷法により低融点ガラスペーストを印刷する。その後、この第２基板２１を、焼成炉内で焼成し、隔壁２４を形成する。この時の焼成（隔壁焼成工程）は、空気中で行い、焼成温度は、５６０°Ｃ程度である。焼成時間は、２時間程度である。
【００４８】
次に、第２基板２１に形成された隔壁２４の間に３原色の蛍光体層スラリーを順次印刷する。その後、この第２基板２１を、焼成炉内で焼成し、隔壁２４の間の第２誘電体層上から隔壁２４の側壁面上に亘って、蛍光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂを形成する。その時の焼成（蛍光体焼成工程）温度は、５１０°Ｃ程度である。焼成時間は、１０分程度である。
【００４９】
次に、プラズマ表示装置の組み立てを行う。即ち、先ず、たとえばスクリーン印刷により、第２パネル２０の周縁部にシール層を形成する。次に、第１パネル１０と第２パネル２０とを貼り合わせ、焼成してシール層を硬化させる。その後、第１パネル１０と第２パネル２０との間に形成された空間を排気した後、放電ガスを封入し、かかる空間を封止し、プラズマ表示装置２を完成させる。
【００５０】
かかる構成を有するプラズマ表示装置の交流グロー放電動作の一例を説明する。先ず、たとえば、全ての一方の放電維持電極１２に、放電開始電圧Ｖｂｄよりも高いパネル電圧を短時間印加する。これによってグロー放電が生じ、双方の放電維持電極の近傍の第１誘電体層１４の表面に相互に反対極の電荷が付着して、壁電荷が蓄積し、見掛けの放電開始電圧が低下する。その後、アドレス電極２２に電圧を印加しながら、表示をさせない放電セルに含まれる一方の放電維持電極１２に電圧を印加することによって、アドレス電極２２と一方の放電維持電極１２との間にグロー放電を生じさせ、蓄積された壁電荷を消去する。この消去放電を各アドレス電極２２において順次実行する。一方、表示をさせる放電セルに含まれる一方の放電維持電極には電圧を印加しない。これによって、壁電荷の蓄積を維持する。その後、全ての一対の放電維持電極１２間に所定のパルス電圧を印加することによって、壁電荷が蓄積されていたセルにおいては一対の放電維持電極１２の間でグロー放電が開始し、放電セルにおいては、放電空間内における放電ガス中でのグロー放電に基づき発生した真空紫外線の照射によって励起された蛍光体層が、蛍光体層材料の種類に応じた特有の発光色を呈する。なお、一方の放電維持電極と他方の放電維持電極に印加される放電維持電圧の位相は半周期ずれており、電極の極性は交流の周波数に応じて反転する。
【００５１】
本実施形態に係るプラズマ表示装置２では、第２誘電体層２３として、薄膜形成法により得られるＡｌ_２Ｏ_３などの膜を用いていることから、第２誘電体層２３が緻密な膜となり、第２誘電体層２３の耐圧を向上させることができると共に、電荷を安定的に蓄積でき、アドレス電圧を低減し、異常放電を防止し、安定した画質を得ることができる。したがって、信頼性の高いプラズマ表示装置を提供することができる。
【００５２】
さらに本実施形態では、第１誘電体層１４の膜としても緻密な膜を用いてあることから、放電開始電圧の変動や輝度の低下が生じ難くなり、信頼性および寿命が向上する。
【００５３】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
【００５４】
たとえば、本発明では、プラズマ表示装置の具体的な構造は、図１に示す実施形態に限定されず、その他の構造であっても良い。たとえば図１に示す実施形態では、いわゆる３電極型のプラズマ表示装置を例示したが、本発明のプラズマ表示装置は、いわゆる２電極のプラズマ表示装置であっても良い。この場合には、一対の放電維持電極の一方を第１基板に形成し、他方を第２基板に形成する構成となる。また、一方の放電維持電極の射影像は第１の方向に延び、他方の放電維持電極の射影像は、第１の方向とは異なる第２の方向（好ましくは第１の方向と略垂直）に延び、一対の放電維持電極が対面するごとく対向して配置されている。２電極型のプラズマ表示装置にあっては、必要に応じて、上述した実施形態の説明における「アドレス電極」を「他方の放電維持電極」と読み替えればよい。
【００５５】
また、上述した実施形態のプラズマ表示装置は、第１パネル１０が表示パネル側となり、いわゆる反射型のプラズマ表示装置であるが、本発明のプラズマ表示装置は、いわゆる透過型のプラズマ表示装置であっても良い。ただし、透過型のプラズマ表示装置では、蛍光体層の発光は第２パネル２０を通して観察されるので、放電維持電極を構成する導電性材料に関して透明／不透明の別は問わないが、アドレス電極２２を第２基板２１上に設けるので、アドレス電極は透明である必要がある。
【００５６】
【実施例】
以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。
【００５７】
実施例１
第１パネル１０は、以下の方法で作製した。先ず、高歪点ガラスやソーダガラスから成る第１基板１１の全面にたとえばスパッタリング法によりＩＴＯ層を形成し、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術によりＩＴＯ層をストライプ状にパターニングすることによって、一対の放電維持電極１２を、複数、形成した。
【００５８】
次に、第１基板１１の内面全面に、たとえば蒸着法によりアルミニウム膜を形成し、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術によりアルミニウム膜をパターニングすることによって、各放電維持電極１２の縁部に沿ってバス電極１３を形成した。その後、バス電極１３が形成された第１基板１１の内面全面に、低融点ガラスペーストを用いた印刷法により第１誘電体層１４を形成した。
【００５９】
次に、このシリコン酸化物層から成る第１誘電体層１４の上に電子ビーム蒸着法により厚さ０．６μｍの酸化マグネシウム（ＭｇＯ）から成る保護層１５を形成した。以上の工程により第１パネル１０を完成することができた。
【００６０】
また、第２パネル２０を以下の方法で作製した。先ず、高歪点ガラスやソーダガラスから成る第２の基板２１上に、アドレス電極２２を形成した。アドレス電極２２は、第１の方向と直交する第２の方向に延びている。
【００６１】
次に、アドレス電極２２が形成された第２基板２１の表面に、第２誘電体層２３として、Ａｌ_２Ｏ_３をスパッタリングにより形成した。第２誘電体層２３の膜厚は、均一に成膜できることが確認できた。本実施例では、２５μｍ、１０μｍ、７μｍ、３μｍと４種類の膜厚としたが、３μｍでも１ｋＶ以上と十分な耐圧を確保することができることが確認できた。
【００６２】
その後、隣り合うアドレス電極２２の間の領域の上方の第２誘電体層２３上に、たとえばスクリーン印刷法により低融点ガラスペーストを印刷した。その後、この第２基板２１を、焼成炉内で焼成し、隔壁２４を形成した。この時の焼成（隔壁焼成工程）は、空気中で行い、焼成温度は、５６０°Ｃ程度、焼成時間は、２時間程度であった。
【００６３】
次に、第２基板２１に形成された隔壁２４の間に３原色の蛍光体層スラリーを順次印刷した。その後、この第２基板２１を、焼成炉内で焼成し、隔壁２４の間の第２誘電体層上から隔壁２４の側壁面上に亘って、蛍光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂを形成し、５１０°Ｃおよび１０分の焼成を行い、第２パネル２０を完成させた。
【００６４】
次に、プラズマ表示装置の組み立てを行った。即ち、先ず、スクリーン印刷により、第２パネル２０の周縁部にシール層を形成した。次に、第１パネル１０と第２パネル２０とを貼り合わせ、焼成してシール層を硬化させた。その後、第１パネル１０と第２パネル２０との間に形成された空間を排気した後、放電ガスを封入し、かかる空間を封止し、プラズマ表示装置２を完成させた。放電ガスとしては、Ｘｅ１００％を用い、３０ｋＰａの圧力で封入した。
【００６５】
このプラズマ表示装置２について、アドレス電圧を測定したところ、第２誘電体層２３の厚みが７μｍで６０Ｖのアドレス電圧であり、第２誘電体層２３の厚みが３μｍで５５Ｖのアドレス電圧であり、十分にアドレス電圧を下げられることが確認できた。また、異常放電は観察されず、安定した画質を得ることができることが確認できた。
【００６６】
比較例１
なお、比較例１として、第２誘電体層２３を、酸化鉛を含む低融点ガラスを用いた印刷法により形成した以外は、前記実施例１と同様にしてプラズマ表示装置を作製した。第２誘電体層２３の厚みが１０μｍで、７０Ｖのアドレス電圧であったが、３μｍの厚みではアドレス電圧の測定ができなかった。ペースト印刷法を用いた場合には、３μｍの厚みでは、１ｋＶの耐圧が得られないためと考えられる。
【００６７】
実施例２
第２誘電体層２３を、ダイヤモンドライクカーボン、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＳｉＮ_ｘ、ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ、Ｍｇ_３Ｎ_２、ＡｌＮ、ＢＮ、ＢＣＮのいずれかの膜で形成した以外は、実施例１と同様にしてプラズマ表示装置を作製した。実施例１と同様な結果が得られた。
【００６８】
実施例３
第２誘電体層２３を、Ａｌ_２Ｏ_３とＳｉＮとの２層膜で形成した以外は、実施例１と同様にしてプラズマ表示装置を作製した。実施例１と同様な結果が得られた。
【００６９】
実施例４
第２誘電体層２３を、ＳｉＯ_２とＡｌ_２Ｏ_３との２層膜で形成した以外は、実施例１と同様にしてプラズマ表示装置を作製した。実施例１と同様な結果が得られた。
【００７０】
実施例５
第２誘電体層２３を、Ａｌ_２Ｏ_３とＳｉＮとを交互に積層した多層膜で形成した以外は、実施例１と同様にしてプラズマ表示装置を作製した。実施例１と同様な結果が得られた。
【００７１】
実施例６
第２誘電体層２３を、ＳｉＯ_２とＡｌ_２Ｏ_３とを交互に積層した多層膜で形成した以外は、実施例１と同様にしてプラズマ表示装置を作製した。実施例１と同様な結果が得られた。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、安定したアドレス放電を実現し、耐圧性に優れ、異常放電が起こりにくいプラズマ表示装置を実現することができる。また、本発明では、第２誘電体層を薄くすることも可能であり、アドレス電圧を低減することもできる。アドレス電圧が低減できると消費電力を低減できると共に、回路への負担も大幅に減少する。回路にかかる電圧を低減し、コストを削減でき、さらに駆動ＩＣの設計が容易となる。このことは、コストの低減に加え、信頼性の向上にも繋がり、歩留まりも上昇できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の一実施形態に係るプラズマ表示装置の要部概略断面図である。
【符号の説明】
２… プラズマ表示装置
４… 放電空間
１０… 第１パネル
１１… 第１基板
１２… 放電維持電極
１３… バス電極
１４… 第１誘電体層
１５… 保護層
２０… 第２パネル
２１… 第２基板
２２… アドレス電極
２３… 第２誘電体層
２４… 隔壁
２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂ… 蛍光体層

Claims

放電維持電極と第１誘電体層とが内側に形成された第１パネルと、
前記第１パネルの内側に放電空間が形成されるように張り合わされる第２パネルとを有し、
前記第２パネルの内側には、アドレス電極が形成してあり、前記アドレス電極の内側には第２誘電体層が形成してあり、
前記第２誘電体層が、酸化アルミニウム、ダイヤモンドライクカーボン、酸化クロムおよび窒素化合物の少なくともいずれかを含む膜を有することを特徴とするプラズマ表示装置。
前記窒素化合物膜が、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化マグネシウム、窒化アルミニウム、窒化ボロン、窒化炭化ボロンの少なくともいずれかを含むことを特徴とする交流駆動型プラズマ表示装置。
前記第２誘電体層が、二層以上の多層膜で構成してある請求項１または２に記載のプラズマ表示装置。
前記第２誘電体層は、酸化シリコンからなる膜をさらに有する請求項１〜３のいずれかに記載のプラズマ表示装置。
前記第２誘電体層は、異なる材質の膜を交互に積層してある請求項３または４に記載のプラズマ表示装置。
前記第２誘電体層の厚さは、１．０×１０^−６ｍ〜３．０×１０^−５ｍであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のプラズマ表示装置。
前記第２誘電体層の厚さは、１．０×１０^−６ｍ〜１．５×１０^−５ｍであることを特徴とする請求項６に記載のプラズマ表示装置。
前記第２誘電体層の厚さは、１．０×１０^−６ｍ〜１．０×１０^−５ｍであることを特徴とする請求項７に記載のプラズマ表示装置。